基于S7-300PLC镀膜控制系统的设计与应用.pdf

l 匐 似 基于S 7 3 0 0 P L C 镀膜控制系统的设计与应用 De si gn and ap pl i cat i on o f gr as s- coat i ng cont r ol s ys t em bas ed on S7- 300 王晓晨，朱钊 WANG Xi a o ． c h e n ，ZHU Z h a o 合肥工业大学 电气与自动化工程学院，合肥 2 3 0 0 0 9 摘要针对玻璃镀膜工艺的要求 ，设计了以西门子 7 -3 0 0 为下位机的镀膜控制系统，结合系统的整 体结构和硬件组态方案 ，采用2 块独立工作的CP U 模块 ，提高了编程的灵活性和系统的可靠 性 ，细化了控制任务。详细阐述了镀膜监控系统中传动部分和配气部分的控制策略和特点。 在Wi n c c 7 ． o l- 位组态软件平台上设计了系统监控软件 ，负责处理大量过程数据，归档实时参 数，并设有报警系统，实现了玻璃镀膜的实时监控。 关键词s 7 3 0 0 P L C；Wi n c c 7 ． 0 组态软件；玻璃镀膜；报警系统；硬件配置 中图分类号 T H 8 6 2 文献标识码A 文章编号1 0 0 9 0 1 3 4 2 0 1 4 0 2 上 ～O 1 4 6 一 O 4 D o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ 3 ． i s s n ． 1 0 0 9 -0 1 3 4 ． 2 0 1 4 ． 0 2 E ． 4 2 0 引言 随着通讯 技术 ，计算机 和微处理器 的发展， 计算机控制 几乎发展到 了所有的工业领域 。可编 程 控制技 术已成为工业控制的重要部分，其 中主 要的功能体现在开关量逻辑控制、运动控制 、闭 环过程控制、数据处理、通信联网五大方面 。近 年来 ，P L C在镀膜控制 系统 中的应用也更加成熟 ， 随着工控机的发展，操作 员能够更清楚地看到实 时监控的数据并 加以分析 。这种人机界面大大满 足了工业的需求，工控机和P L C的有机结合为企业 实现管理、控制一体化提供 了一种有效的手段 】 。 本文所设计的镀膜控制 系统 ，主要应用西 门子S 7 3 0 0 P L C 和Wi n C C组态软件来实现镀膜过程中多个 变量和参数的信号采集、控制和监控 。 玻璃镀膜是指在玻璃表面涂镀一层或多层金 属化合物薄 膜【 3 】 ，以改变玻璃 的工艺性 能 ，使其 能够满足各个领域的要求。玻璃镀膜 的生产方法 有很 多种 真空磁控溅射法 、化 学气相沉积法 、 真空蒸发法等，本文采用的是化学气相沉积法 。 化学气相沉积法 C h e mi c a l Va p o u r De p o s i t i o n ， 简称 C VD 是把 含有构成薄 膜元素 的一种 或几种 化合物或单质气体 ，供给基板 ，借助气相反 应， 在 基片 表面上 反应 生成薄 膜 的方法 。CVD镀膜 技 术压力分为低压C VD L P C VD和常压CVD AP CVD 。 本项 目为某 实验项 I I，采 用的是 常压化 学气 相沉积法 AP C VD实现对玻璃 的镀膜 ，整个控 制系统分为传动部分和配气部分 ，传动部分的主 要功能是通过 电机控制玻璃在各个室间的运动 ； 配 气部分 的主要功能是控制各种化学气体 使其 进 入镀膜室发生化 学反应 ，来完成玻璃的镀膜 。整 个控制 系统主要是对热电阻、热电偶 、气体流量 控 制 器 、压力 传感 器 、液位 传感 器 、气动 开关 阀 、气动 调节 阀 、电机 等进 行信 号 的采 集与控 制 ，从而实现玻璃镀膜工艺的要求 。 1 系统P L C 模块的组态 本 系统 的P LC控制器采 用2 块西 门子S 7 - 3 0 0 的 CPU， 分 为 完 成 相 对 独 立 的 工 作 。 系统 的 配 气 部 分 采 用 CP U3 l 9 3 PN／ DP，其 中 电 源 模 块 P S 3 0 7 5 A ，接 口模 块 I M 1 5 3 2，通 讯 处 理 模 块 CP 3 4 2 5，模 拟 量 输 入 模 块 共 l 6 个 3 8 TC 5 8 RT D 8 8 1 2 BI T， 模 拟量 输 出模 块共 4 个 8 1 2 BI T ，数 字 量 输入 模 块 3 个 3 2 DC2 4 V ，数 字 量 输 出模 块 3 个 3 2 DC2 4 V／ 0 ． 5 A ；系统 传 动 部 分 采用 的 是 CP U3 1 4，其 中 电源 模块 P S 3 0 7 1 0 A， 接 口模 块I M 3 6 5， 通 讯 处 理 模 块 CP 3 4 2 5， 模 拟 量 输 入 模 块 共 4个 8 l 1 2 B I T ， 模 拟 量 输 出模 块 共 1 个 8 1 2 BI T ，数 字 量 输 入模 块 1 个 3 2 l DC2 4 V ，数 字 量 输 出模 块3 个 2 * 3 2 * D C 2 4 V／ 0 ． 5 A 1 1 6 * DC 2 4 V ／ 0 ． 5 A。现 场I ， 0 收稿日期2 0 1 3 -1 1 - 0 7 作者简介王晓晨 1 9 7 5 一，男，安徽淮南人，副教授，博士，主要从事电气工程及其自动化专业的教学和科研工作。 [ 1 4 6 ] 第3 6 卷第2 期2 0 1 4 - 0 2 上 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m